甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,
②则用H2表示的平均反应速率为_ 。图中的P1_ _P2(填“<”、“>”或“=”),
100℃时平衡常数为_ _。
③在其它条件不变时降低温度,逆反应速率将_ _(填“增大” “减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……Ⅱ。
④该反应的△H_ _0,△S_ _0(填“<”、“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_ _。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。
l 实验编号 |
l T(℃) |
l n (CO)/n(H2) |
l P(MP) |
l ⅰ |
l 150 |
l 1/3 |
l 0.1 |
l ⅱ |
l __ |
l __ |
l 5 |
l ⅲ |
l 350 |
l __ |
l 5 |
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。
阅读下列信息,推断元素,并按要求回答相应问题:
在200 mL含Mg2+、Al3+、NH4+、H+、Cl-等离子的溶液中,逐滴加入5mol•L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.x与y的差值为0.1 mol
B.原溶液中c(Cl-)=0.75 mol·L-1
C.原溶液的pH=1
D.原溶液中n(Mg2+)∶n(Al3+)=5∶2
1840年,俄国化学家盖斯(G·H·Hess)从大量的实验事实中总结出了一条规律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,即盖斯定律。盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义,有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。已知每摩单质碳完全燃烧生成CO2放出热量为Y kJ,则1mol C与O2反应生成CO的反应热△H为( )
A.-Y kJ/mol B.-(10X-Y) kJ/mol
C.-(5X-0.5Y) kJ/mol D.+(10X-Y) kJ/mol
锂电池用金属锂和石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中形成的,该电池的总反应方程式为:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S,下列叙述中正确的是( )
A.电解质溶液中混入水,对电池反应无影响
B.上述过程中是电能转化成化学能
C.电池工作过程中,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3
D.电池工作过程中,金属锂提供电子的物质的量与析出硫的物质的量之比为4 :1
当向蓝色的CuSO4溶液中逐滴加入氨水时,观察到首先生成蓝色沉淀,而后沉淀又逐渐溶解成为深蓝色的溶液,向深蓝色溶液中通入SO2气体,又生成了白色沉淀:将白色沉淀加入稀硫酸中,又生成了红色粉末状固体和SO2气体,同时溶液呈蓝色,根据上述实验现象分析推测,下列描述正确的是( )
A.Cu2+和Ag+相似,能与NH3结合生成铜氨络离子
B.白色沉淀为+2价铜的某种亚硫酸盐,溶于H2SO4发生复分解反应
C.白色沉淀为+1价铜的某种亚硫酸盐,在酸性条件下,Cu+只被氧化
D.反应过程中消耗的SO2与生成的SO2的物质的量相等